方法文章

偏好测试评估鱼类福利的标准化协议

DOI：

10.3791/60674

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2020年2月22日

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1Department of Biology, Pennsylvania State University - Altoona, 2Department of Ecosystem Science & Management, Pennsylvania State University

本文内容

摘要

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评估圈养动物福利的一个基本方面是询问这些动物是否拥有它们想要的东西。在这里，我们提出一个协议，以确定在斑马鱼（达尼奥雷里奥）的住房偏好，在存在/缺乏环境丰富和获得流动的水。

摘要

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动物福利评估技术试图考虑相关动物的具体需要和需求。提供丰富（在住房环境中添加物理物体或附物）通常是让圈养动物有机会选择与谁或什么互动以及如何花费时间的方式。然而，在圈养中经常被忽视的水生环境的一个基本组成部分是动物选择进行体育锻炼的能力。对于许多动物，包括鱼类，运动是它们生命历史的一个重要方面，众所周知，它有许多健康益处，包括大脑和行为的积极变化。在这里，我们提出了一个方法，以评估圈养动物的栖息地偏好。该协议可以很容易地调整，以研究不同水生物种的各种环境因素（例如，砾石与沙为基质、塑料植物与活植物、低流量与高水流）的不同水生物种，或与陆地物种一起使用。偏好统计评估使用 Jacob 的偏好指数进行，该指数将栖息地从 -1（避免）排列到 +1（最优先）。有了这些信息，就可以从福利的角度确定动物想要什么，包括它们的首选位置。

引言

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关于实验室动物如何安置在圈养中的条例是明确的，而且定义明确。实验室动物护理评估与认证协会（AAALAC）监督和管理所有与研究动物打交道的组织和机构，并针对适合物种的饲养和住房制定具体准则。例如，美国AAALAC的《斑马鱼的住房和照料指南》，Danio Rerio1"强烈鼓励"在圈养斑马鱼时使用浓缩物（在住房环境中添加实物或附物）。指南接着说，"提供模仿斑马鱼栖息地的人工植物或结构，使动物在其环境中有选择。

有证据表明，富足可以刺激大脑中参与处理空间信息2的区域的新神经元（神经发生）的生长，并且认为这些神经变化与增强学习能力有关3。丰富对神经发生和学习的影响已被广泛研究在各种分类，包括鱼4，5，鸟类6，爬行动物7和哺乳动物8。虽然这些类型的研究对于理解富足对大脑和行为的影响很重要，但它们没有考虑到动物对特定环境的特定选择或偏好。

在评估圈养动物的福利时，一个基本问题是这些动物是否拥有他们想要的

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方案

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目前的研究已经批准，并符合宾夕法尼亚州立大学动物护理和使用协议的所有要求;IACUC号46466号。

1. 设置首选项装置

  1. 在开始实验之前，获得该研究所动物护理委员会（或同等组织）批准所有涉及活体动物的实验和饲养程序。
  2. 使用由不透明白色塑料制成的实验罐。区域之间的墙壁由灰色丙烯酸制成，用硅密封剂固定到位。
    注:实验舱的大小取决于感兴趣的物种的大小和使用的个人数量（例如，对于8条成年斑马鱼，建议使用76厘米长x76厘米的鱼缸x30厘米H）。
  3. 将实验舱分成四个区域，根据要测试的特定栖息地参数而变化。要调查的不同类型的富集示例包括沙质与岩石基质、人工植物与掩体、或水流与人工植物的存在（图1）。
    1. 如果使用水流作为感兴趣的参数，请使用小型泵来供应喷水（参见材料表）。将泵设置为选择的速度，以便它们提供恒定且定向的水流。根据感兴趣的物种的生态和生命史（例如，斑马鱼的14厘米/s）选择所需的速度。
  4. 在实验罐的中间，有一个中央竞技场，在那里运送食物（图1）。从每个区域进入中央竞技场是通过分隔墙的一个小开口。开口足够大，感兴趣的物种可以不受阻碍地在区域之间移动，但足够小，以减少鱼可能从其他区域体验到的任何视觉线索。

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结果

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我们使用偏好测试来调查斑马鱼的住房偏好，在不同富集物（包括1）塑料植物和沙基板之间做出选择;2） 水流。这些区域分为四个区域:（一） 仅丰富;（二） 仅丰富;（三） 仅丰富;（三） 仅丰富;（四） 仅丰富;（四） 仅丰富（二） 仅流动;（三） 丰富和流动;（四） 平原;和中央竞技场，食物被交付19。斑马鱼对丰富和流动区域表现出最高的偏好，这与所有其他区域（仅丰富、仅流、平原和中央竞技场）明显不同;p < 0.01）。鱼避开了"仅流"和"平原"区域，在中央竞技场19号（图2A）花费更多时间。此外，斑马鱼在观测期开始时在不同生境区之间移动的频率高于在结束时（图2B）。

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讨论

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在这里，我们提出了一个实验设计，使我们能够研究鱼类对不同类型的栖息地的偏好。在偏好测试中非常重要的一些关键步骤包括:1） 确保在不同复制（例如，外部噪音或运动、实验者、水化学、光照水平）之间保持统一条件;（2） 确保在不同复制体之间保持均匀的条件;2） 确保区域在复制之间旋转，并在测试之间用新鲜的水池水替换大量水，以减少偏差;（3） 确保使用适当的样本量来检测显著结果，包括每组个体数量和复制罐数;4） 如果记录试验，优化和确保正确的视频录制和文件传输。

对现行协议的修改包括将鱼类暴露在各种其他生境类型中，例如不同的浓缩物、不同的基材，甚至不同的流速。此外，可以使用动物跟踪软件进一步了解鱼类如何使用每个区域的空间（例如，鱼花时间在流动区中游过水流，或者它们是否完全避开了栖息地的这一部分）。但是，实验罐的墙壁可能需要修改以适应这种类型的跟踪软件。最后，这里描述的偏好测试可以适应任何鱼类物种，或实验者想要研究的任何水生生物。

当前协议的一个限制是，首选项测试受呈现给动物的资源的限制。因此，动物可能不会选择首选，但最不令人不快的那些提.......

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披露

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作者没有什么可透露的。

致谢

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这项工作得到了宾夕法尼亚州立大学研究合作研究奖学金和哈克研究所以及美国农业部AES 4558的支持。该研究符合宾夕法尼亚州立大学动物护理和使用协议的所有要求;IACUC号46466号。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
人工水族植物SmarlinB07PDZQ5M5
水族馆用人工海藻水生植物MyLifeUNITPT16L212
实验罐美国塑料公司6106
漂浮食物环SunGrowB07M6VWH9V
流量计YSIBA1100
Jager 水族箱恒温加热器Ehiem3619090
Master 水质测试套件API34
SPSS MacintoshIBM25.0
潜水泵统计，SL-SonglongSL-381
TetraMin 热带薄片Tetra16106
三流转角生物过滤器Lee's13405
摄像机ColemanTrekHD CVW16HD
Windows Media Player（视频软件）MicrosoftWindows Media Player 12
版

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Reed, B., Jennings, M. Guidance on the housing and care of zebrafish, Danio rerio. AAALAC International. , 36(2010).
  2. van Praag, H., Kempermann, G., Gage, F. H. Neural consequences of environmental enrichment. Nature Reviews Neuroscience. 1, 191-198 (2000).
  3. Oomen, C....

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ANOVA

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